Hidrologia en carreteras y caminos PDF

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INTRODUCCIÓN 1 27/11/2014 HIDROLOGIA EN CARRETERAS Y CAMINOS PROFESOR: GOMEZ LORA, Walter ALUMNOS.  PESCETTO CHAVEZ, César Joseph  QUISPE PULIDO, Andrea Elizabeth INTRODUCCIÓN 2 CONTENIDO INTRODUCCIÓN ....................................................................................................

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INTRODUCCIÓN

1

27/11/2014

HIDROLOGIA EN CARRETERAS Y CAMINOS

PROFESOR: GOMEZ LORA, Walter

ALUMNOS.

 PESCETTO CHAVEZ, César Joseph  QUISPE PULIDO, Andrea Elizabeth

INTRODUCCIÓN

CONTENIDO INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 5 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 6 Objetivo general: .......................................................................................................... 6 Objetivos específicos: ................................................................................................... 6 CAPITULO I: MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES PARA CONSERVACIÓN VIAL ................................................................................................ 7 1.1.

Norma conceptual de conservación de carreteras .............................................. 7

1.1.1.

Las políticas estatales relacionadas con el sector transportes..................... 8

1.1.2.

Política nacional del sector transporte ........................................................ 8

1.1.3.

El sistema nacional de carreteras ................................................................ 8

1.2.

1.1.3.1.

Red Vial Nacional: .............................................................................. 8

1.1.3.2.

Red Vial Departamental o Regional: .................................................. 9

1.1.3.3.

Red Vial Vecinal o Rural: ................................................................... 9

Aspectos conceptuales de conservación vial ..................................................... 9

1.2.1.

Concepto ..................................................................................................... 9

1.2.2.

Cambio conceptual para lograr una efectiva conservación vial ................. 9

1.3.

Conservación de todos los elementos de la carretera....................................... 10

1.4.

Consideración técnico-económica de la conservación vial ............................. 11

1.5.

Medidas no estructurales ................................................................................. 14

1.5.1.

Medidas Permanentes ............................................................................... 14

1.5.2.

Medidas de Operación .............................................................................. 16

1.5.3.

Movilización ............................................................................................. 17

1.6.

Medidas estructurales ...................................................................................... 18

1.6.1.

Estructuras de retención: .......................................................................... 18

1.6.2.

Estructuras de protección: ........................................................................ 18

1.6.3.

Sistemas de drenaje: ................................................................................. 18

CAPITULO II: SEÑALE LAS OBRAS DE ARTE E INFRAESTRUCTURAS PARA EL DISEÑO SUPERFICIAL EN CAMINOS Y CARRETERAS................................. 20 2.1.

Obra de Arte..................................................................................................... 20

2.2.

Obras de Arte Mayores: ................................................................................... 20

2.2.1.

Limpieza de Cauces .................................................................................. 20

2.2.3.1.

Equipos y Herramientas .................................................................... 20

2.2.3.2.

Procedimiento de Ejecución .............................................................. 20

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INTRODUCCIÓN 2.2.2.

2.2.2.1.

Equipos y Herramientas .................................................................... 22

2.2.2.2.

Procedimiento de Ejecución .............................................................. 22

2.2.3.

2.3.

Limpieza y Sellado de Grietas en el Concreto ......................................... 21

Reparación Superficial de Concreto ......................................................... 24

2.2.3.1.

Equipos y Herramientas .................................................................... 24

2.2.3.2.

Procedimiento de Ejecución .............................................................. 24

Obras de Arte Menores: ................................................................................... 26

2.3.3.

Limpieza de Cunetas ................................................................................ 26

2.3.3.1.

Equipos y Herramientas .................................................................... 27

2.3.3.2.

Procedimiento de Ejecución .............................................................. 27

2.3.4.

Reconformación de Cunetas No Revestidas ............................................. 28

2.3.4.1.

Equipos y Herramientas .................................................................... 28

2.3.4.2.

Procedimiento de Ejecución .............................................................. 28

2.3.5.

Reparación Menor de Alcantarillas de Concreto ...................................... 29

2.3.5.1.

Equipos y Herramientas .................................................................... 30

2.3.5.2.

Procedimiento de Ejecución .............................................................. 30

CAPITULO III: ANALISIS LOGICO DE ESTUDIOS HIDROLOGICOS EN CAMINOS ...................................................................................................................... 32 3.1. Alcances............................................................................................................... 32 3.2. Factores Hidrológicos y Geológicos que inciden en el Diseño Hidráulico de las Obras de Drenaje ........................................................................................................ 33 3.3. Estudios de Campo .............................................................................................. 33 3.4. Evaluación de la Información Hidrológica .......................................................... 34 3.5. Área del Proyecto - Estudio de la(s) Cuenca(s) Hidrográfica(s) ......................... 34 3.6. Selección del Período de Retorno ........................................................................ 35 3.7. Análisis estadístico de datos hidrológicos ........................................................... 36 3.8. Determinación de la Tormenta de Diseño ........................................................... 39 3.9. Tiempo de Concentración .................................................................................... 43 3.10. Hietograma de Diseño ....................................................................................... 46 3.11. Precipitación total y efectiva ............................................................................. 47 3.12. Estimación de caudales ...................................................................................... 49 3.13. Avenida de Diseño ............................................................................................ 55 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 57 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 59

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INTRODUCCIÓN ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Cambio hacia una cultura preventiva en el mantenimiento vial .............. 10 Figura 2: Elementos que intervienen en el comportamiento de una carretera....... 11 Figura 3: Esquema de proceso inicial de deterioro de una carretera....................... 12 Figura 4: Esquema de calzada en mal estado ............................................................. 12 Figura 5: Esquema de calzada en pésimo estado ....................................................... 13 Figura 6: Curva de comportamiento de una calzada sin conservación adecuada ... 13 Figura 7: Reglamentación del uso de suelo. ................................................................ 14 Figura 8: Reglamentación del uso de suelo. ................................................................... 21 Figura 9: Sellado de Fisuras en Asfaltos y Pavimentos .............................................. 23 Figura 10: Reparación superficial en concreto. .......................................................... 26 Figura 11: Limpieza De Cunetas-Las Mercedes De Cua ............................................. 27 Figura 12: Afirmado de carretera en la localidad de Cajabamba .............................. 29 Figura 13: Construcción De Alcantarilla Tubular De Concreto ................................. 31

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INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

Las características geográficas, hidrológicas, geológicas y geotécnicas de nuestro país dan lugar a la existencia de problemas complejos en materia de drenaje superficial y subterráneo aplicado a carreteras; debido al carácter muy aleatorio de las múltiples variables (hidrológico-hidráulico, geológico-geotécnico) de análisis que entran en juego, aspectos hidráulicos que aún no están totalmente investigados en nuestro país; el planteamiento de las soluciones respectivas, obviamente estarán afectados por niveles de incertidumbres y riesgos inherentes a cada proyecto. Por lo tanto y dado el carácter general y orientativo del presente trabajo, para el tratamiento de los problemas señalados se deberá aplicar los adecuados criterios profesionales en el conocimiento de la hidrología en caminos así como las medidas estructurales y no estructurales para con ello realizar obras de arte e infraestructuras para el diseño superficial en caminos y carreteras

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OBJETIVOS OBJETIVOS Objetivo general: Describir las medidas y obras estructurales de carreteras y caminos mediante normativa y estudios hidrológicos con la finalidad de conocer cómo influyen en la conservación vial. Objetivos específicos: -

Describir la política, norma de la conservación vial en el Perú, así como, definir los conceptos de medidas estructurales y no estructurales.

-

Describir las obras de arte menor y mayor para el diseño superficial en caminos y carreteras.

-

Conocer el análisis lógico para estudios hidrológicos en caminos y carreteras.

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CAPITULO I: MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES PARA CONSERVACIÓN VIAL CAPITULO I: MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES PARA CONSERVACIÓN VIAL La Política Nacional del Sector Transporte establece que se dé prioridad a la conservación de la infraestructura y, de manera específica, determina: ampliar la cobertura de conservación de la red de carreteras mejorando la transitabilidad y el nivel de servicio, fortalecer la gestión de conservación vial e incrementar las actividades de conservación mediante la modalidad de tercerización. Con el propósito de contribuir al desarrollo de esta Política, se presenta este documento que contiene la primera versión de las Especificaciones Técnicas Generales para la Conservación de Carreteras en desarrollo de la aplicación de mecanismos de tercerización para la ejecución de las actividades de conservación vial. El Ministerio de Transportes y Comunicaciones - MTC, espera obtener como resultado de aplicación de éstas normas y especificaciones: el fortalecimiento y avance en el desarrollo tecnológico vial, mejoras en la eficiencia y en la eficacia en la gestión de conservación vial, mejoras en la preparación de planes y de programas de conservación vial y mejoras en la calidad de la ejecución de los trabajos de conservación vial contratados con terceros. 1.1.Norma conceptual de conservación de carreteras La definición y estructuración de la Norma Conceptual es de fundamental importancia, pues la claridad de las definiciones y de los conceptos sobre conservación vial debe conllevar a evitar los conflictos que se han venido presentando en las coordinaciones internas de la institución y en aquellas que se efectúan con otros organismos del sector, relacionados con la interpretación de las obligaciones de la institución en relación con la administración del patrimonio vial que se le ha encargado incrementar y preservar. También, se pretende que este documento permita dar a conocer el alcance e importancia de la conservación vial y, a la vez, diferenciar las actividades y trabajos que forman parte de su ámbito, de aquellas que corresponden al ámbito de la Inversión para el desarrollo vial, de manera que se aclaren las dudas sobre la aplicabilidad de la normatividad sobre inversión pública y específicamente en la ejecución de proyectos de infraestructura vial (Ley del Sistema Nacional de Inversión Pública).

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CAPITULO I: MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES PARA CONSERVACIÓN VIAL Para el desarrollo y actualización de la Norma Conceptual de Conservación de Carreteras se han tenido en cuenta las siguientes consideraciones básicas como elementos esenciales para la estructuración de los aspectos conceptuales: 1.1.1. Las políticas estatales relacionadas con el sector transportes En el ámbito del Acuerdo Nacional1, el Estado peruano tiene el compromiso de promover la inversión privada y la inversión pública en infraestructura a efectos de incentivar la competitividad y la integración nacional y regional, asegurando la cobertura, la calidad y el mantenimiento de los servicios en el tiempo, con precios adecuados. Asimismo, tiene el compromiso de desarrollar en forma específica la infraestructura vial, portuaria, aeroportuaria, de saneamiento, de telecomunicaciones y de energía, con inversiones tanto privada y como pública. 1.1.2. Política nacional del sector transporte El Ministerio de Transportes y Comunicaciones, mediante Resolución Ministerial Nº 817-2006-MTC/09 de fecha 07 de noviembre del 2006, aprobó la Política Nacional del Sector Transporte, por la cual se establecen las bases y se fijan los lineamientos de la nueva política. Es de destacar que esta nueva política da especial importancia a la conservación vial, pues define que se atienda de manera prioritaria y efectiva la infraestructura de transportes y su desarrollo, de acuerdo con la demanda de accesibilidad. 1.1.3. El sistema nacional de carreteras La infraestructura vial del país, entendida como la infraestructura carretera, ha sido clasificada en tres redes viales de acuerdo con su importancia y competencia: 1.1.3.1.Red Vial Nacional: Comprende las carreteras de mayor importancia interregional e incluye los principales ejes de carreteras longitudinales y transversales del país. Vincula las capitales de departamentos, principales ciudades, áreas productivas, puertos y fronteras. Constituye la base principal de carreteras a partir de la cual se articulan la red vial departamental y la red vial vecinal o rural, y tiene como propósito, integrar de manera eficiente las regiones y las principales ciudades del país entre sí y con los aeropuertos y puertos que permiten su conexión con el mercado mundial.

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CAPITULO I: MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES PARA CONSERVACIÓN VIAL 1.1.3.2.Red Vial Departamental o Regional: Comprende los ejes secundarios de carreteras de importancia departamental o regional. Vincula capitales de departamentos con capitales de provincias o a éstas entre sí. 1.1.3.3.Red Vial Vecinal o Rural: Comprende las demás carreteras y caminos del país que vinculan capitales de distritos, centros poblados y, en general, todos los centros de actividad socio-económica. 1.2.Aspectos conceptuales de conservación vial 1.2.1. Concepto Actualmente se reconoce a nivel internacional que la conservación vial, también llamada mantenimiento vial, se realiza en forma limitada tanto en cobertura como en la efectividad de los trabajos. Esto se explica porque la práctica tradicional predominante para atender la infraestructura vial, especialmente en los países en desarrollo, dispone de limitados recursos presupuestarios los cuales se destinan prioritariamente para la ejecución de obras de construcción nueva, de mejoramientos, rehabilitaciones o reconstrucciones, y lo que se destina normalmente para el mantenimiento vial es insuficiente y sólo alcanza para hacer ciertas reparaciones puntuales de mayor urgencia. 1.2.2. Cambio conceptual para lograr una efectiva conservación vial Desde el punto de vista técnico-económico, lo que se propone conceptualmente para efectuar una atención adecuada de la infraestructura carretera es propender por la aplicación de una cultura que privilegie la actuación con criterio preventivo, es decir, realizar intervenciones viales rutinarias con el propósito de evitar que se produzca su deterioro prematuro y efectuar intervenciones periódicas para recuperar las condiciones viales afectadas por el uso de las vías. Es un cambio del concepto tradicional de trabajo de actuar para reparar lo dañado por el concepto de actuar para evitar que se dañe. En otras palabras, se trata de ir modificando paulatinamente el quehacer institucional en el que prevalecen las acciones correctivas por el que prevalezcan las acciones preventivas, tal como se ilustra en el esquema siguiente.

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CAPITULO I: MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES PARA CONSERVACIÓN VIAL Figura 1: Cambio hacia una cultura preventiva en el mantenimiento vial

Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones

1.3.Conservación de todos los elementos de la carretera Desde el principio, se debe tener claro con fundamento técnico-económico, que la conservación debe incluir la carretera propiamente dicha y su entorno. En otras palabras, la calzada y los demás elementos como son las bermas, las obras de drenaje, las obras de contención, los taludes, los puentes, la señalización y todo el equipamiento para la adecuada operación de la vía. La calzada tiene la función principal de permitir que la movilización de los vehículos sea fluida, cómoda, económica y segura, condiciones que sólo se logran cuando ella mantiene permanentemente ciertas características físicas en la superficie de rodadura. Estas características físicas tienden a deteriorarse por el efecto de la circulación de las cargas de tránsito, especialmente por las de mayor peso, y por la acción del clima, en cuanto a temperatura y lluvias. La rapidez del deterioro, en consecuencia, depende de las condiciones del tránsito y del clima y de las características del pavimento o afirmado, en cuanto a la subrasante, los espesores de las capas y las propiedades de los materiales que los constituyen.

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CAPITULO I: MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES PARA CONSERVACIÓN VIAL Figura 2: Elementos que intervienen en el comportamiento de una carretera

Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones

Los demás elementos (bermas, obras de drenaje, taludes, etc.) si bien tienen funciones relacionadas con la comodidad y la seguridad de los usuarios, su función principal, en cuanto a la preservación de la vía, es limitar los efectos del clima sobre la calzada, especialmente los relacionados con el agua. Estos ef...